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全球视角 | 自动驾驶汽车的发展现状

赵玉娟
2019-03-28 · 18:56
[ 亿欧导读 ] 智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与X(人、车、路、云端等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现安全、高效、舒适、节能行驶,并最终
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文章来源于:赵玉娟,图片来自“123rf.com.cn”

本文转载自赛文交通网,原标题《全球视角 | 智能网联汽车发展现状》。亿欧智慧城市对文章进行二次编辑,供读者参考。


智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现车与X(人、车、路、云端等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现安全、高效、舒适、节能行驶,并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。

智能网联汽车通常也被称为智能汽车、自动驾驶汽车等。

智能网联汽车关键技术包括:环境感知技术,通过单个传感器或多个传感器融合技术实现对车辆本身、周围车辆、道路、行人及交通信号、标识、状况等环境状况的感知。

无线通信技术,包括长距离无线通信技术和短距离通信技术,长距离通信技术主要采用4G/5G技术提供即时的互联网接入;短距离通信技术有专用短程通信技术(DSRC)、射频识别技术(RFID)、蓝牙等。

智能互联技术,当两辆车距离较远或被障碍物遮挡,直接通信无法完成时,需要通过路边设施建立一个车辆自组织网络,依靠短距离通信技术实现V2V和V2I之间的通信。

信息融合技术,利用计算机技术对多源数据信息进行分析处理,产生实时、有效、完整的综合信息,实现对不同应用的分类任务。

人机界面技术,包括语音控制、手势识别、触摸屏技术等,目的在于提供良好的用户体验。

信息安全与隐私保护技术,智能网联汽车接入网络时对车辆位置及相关信息实时传输的保护。

智能网联汽车的系统构成一般可包括环境感知层、智能决策层、控制和执行层。

环境感知层主要由各种传感器和智能感知算法组成,用于感知车辆行驶路线上的实时环境状况;

智能决策层主要由控制机械、控制电路或软硬件系统组成,用于根据环境信息决定对车辆施加何种操作;

控制和执行层,主要通过车辆的控制接口,直接或间接地实现制动与驱动控制、转向控制、档位控制、安全预警控制等驾驶工作。

分级

智能网联汽车技术分级各主要国家不完全相同,比如美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)将其分为5级(无自动驾驶阶段0级、驾驶员辅助驾驶阶段1级、半自动驾驶阶段2级、高度自动驾驶阶段3级、完全自动驾驶阶段4级)。

德国联邦公路研究院分为部分自动驾驶阶段、高度自动驾驶阶段、完全自动驾驶阶段3个级别。

《中国制造2025》将智能网联汽车分为辅助驾驶阶段(DA),部分自动驾驶阶段(PA),高度自动驾驶阶段(HA),完全自动驾驶阶段(FA)4个等级,后来在PA之后加入了有条件自动驾驶阶段(CA),完善成5个技术级别。

为更好区分不同级别的自动驾驶技术,国际汽车工程师学会(SAE International)于2014年发布了自动驾驶的6级分类体系,今天绝大多数主流自动驾驶研究者已将SAE标准当作通行的分类原则。

SAE标准将自动驾驶技术从低到高分为无自动驾驶(L0)辅助驾驶(L1)、部分自动驾驶(L2)、有条件自动驾驶(L3)、高度自动驾驶(L4)、完全自动驾驶(L5)6个等级。

在SAE定义的L3技术标准中,监控道路的任务是由自动驾驶系统来完成,这个与L2的差别是巨大的,技术人员通常也将L2与L3之间的分界线视作“辅助驾驶”和“自动驾驶”的区别所在。

目前全球自动驾驶技术主要处于L2和L3阶段。

国内

国家层面,2015年5月,国务院印发《中国制造2025》规划,提出了智能网联汽车的长远期发展目标和发展重点。此后,国内智能网联汽车发展总体分别两个方向。

一是工信部主导智能网联汽车相关技术标准推动行业发展。

2017年4月,工信部等部委发布《汽车产业中长期发展规划》,提出加大智能网联汽车关键技术攻关、开展智能网联汽车示范推广。

9月,组织研究智能网联汽车公共道路适应性验证管理规范,包括申请、测试、事故处理等内容。

12月,发布《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)》,提出分阶段建立我国智能网联汽车标准体系战略目标。

今年3月,印发《2018年智能网联汽车标准化工作要点》,推进智能网联汽车技术标准研究与制定。

二是国家发改委主导产业发展战略。

2018年1月初,国家发展改革委公布了研究起草的《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿),提出搭建技术创新体系、产业生态体系、路网设施体系、法规标准体系、产品监管体系、安全保障体系等六大产业体系。

实现到2020年中低级别智能汽车达到规模化生产,中高级别智能汽车实现市场化应用;2035年中国标准智能汽车享誉全球,率先建成智能汽车强国。

国家政府层面出台的一系列政策文件对支持和规范智能网联汽车公共道路适应性验证,推动汽车智能化、网联化技术发展和产业应用起到有效积极作用。

地方层面,普遍推进先行先试。

在三部委联合发布道路测试管理规范前,已有北京、上海、重庆、福建平潭、河北保定、深圳等6个地方出台了相关规定或征求意见稿,北京、上海、杭州、深圳、广州、福建平潭等地开放了道路实测,越来越多的城市启用封闭测试场。

以上城市在推进智能网联汽车发展的过程中呈现以下特点:

一是政策规定先行,保障道路测试。

自2017年底起,北京、上海、重庆、深圳等城市先后出台了自动驾驶汽车道路测试管理相关规定(深圳为征求意见稿),对测试主体、测试车辆、测试人员、测试申请、违法及事故处理等方面都做出了明确要求。

各地政策为三部委联合发布道路测试管理规范奠定了实践基础。

二是开放道路实测,颁放准驾车牌。

今年3月1日,上海率先发布了国内首批自动驾驶牌照,开放嘉定区5.6公里道路测试。其后北京、杭州、深圳、福建平潭相继为企业发放测试牌照。

其中,深圳、福建平潭先行先试大客车自动驾驶测试。

三是建设测试基地,促进产业发展。

2016年6月,由工信部批准的国内首个“国家智能网联汽车(上海)试点示范区”封闭测试区正式开园运营,其后将智能互联示范区覆盖至北京-河北、浙江、重庆、江苏无锡等地。

同时地方政府主导的示范区项目多地开花,广东正在粤北地区谋划建设无人驾驶实验基地;武汉、深圳拟建“无人驾驶”小镇,辽宁盘锦与北汽合作智能商用车项目。

实验测试基地的建设为当地智能网联汽车产业发展提供了良好基础。

对比分析出台的相关政策规定,主要有以下几个特点:

从组织管理看,各地管理机构均为政府相关部门成立联席工作小组,委托第三方负责车辆测试日常监管或申请受理。

从测试主体看,均要求测试主体具备一定赔偿能力,需购买不低于500万元人民币的交通事故责任险或提供不低于500万元人民币的交通事故赔偿保函。

三部委、北京、上海、深圳明确测试主体是中国境内注册的法人单位,体现了各地方政府引导相关公司在国内进行测试。

从测试驾驶员看,除均要求测试驾驶员具备智能驾驶培训经历外,北京、重庆提出驾驶员应具有3年以上驾龄、无毒驾、酒驾经历;三部委、上海对驾驶员满12分、严重违法及事故记录提出更严格的限制条件。

同时为保证测试安全,上海、重庆规定了测试驾驶员的测试工作时间。

从测试车辆看,均要求在自动驾驶测试车辆上张贴标识,以便与普通车辆区分清楚;均明确测试车辆需具备“人工操作”和“自动驾驶”两种模式,保证测试驾驶员能在任何时间直接干预并操控车辆;均要求车辆能够自动记录并保存事故或失效状况发生前一定时间段内(60s或90s)数据信息;均明确提出测试车辆在测试期间,不得搭载与测试无关的人员或者物品。

从测试项目看,相比于北京对车辆自动驾驶能力的复杂评估、上海限定了17项测试试验项目的规定,重庆未限定车辆试验项目,意味其自动驾驶车辆测试的项目可以更加丰富。

从违法和事故处理看,均明确由公安交管理部门按照现行道路交通安全法律法规对测试过程中的事故和违法行为进行处理,由测试驾驶员或测试车辆方承担相应法律责任。

国外

2016年3月,联合国发布《国际道路交通公约》修正案,允许汽车在特定期间内进行自动驾驶。

目前世界各国都积极投入和支持无人驾驶技术,美国、欧盟、日本等发达国家在立法、技术研究、试验测试都走在世界前列。

美国将发展智能网联汽车作为美国发展智能交通系统的一项重点工作内容,通过制定国家战略和法规,引导产业发展。

早在2009年,谷歌就创建了自动驾驶汽车项目,2012年谷歌自动驾驶汽车获得美国内华达州颁发的首批执照,2016年美国发布了《联邦自动驾驶汽车政策指南》,2017年9月,美国交通部发布了《自动驾驶系统2.0:安全愿景》,取代了之前指南,主要针对第3级到第 5 级自动驾驶系统,同月,美国众议院通过了美国首部自动驾驶汽车法案(H.R.3388),对各州的碎片化法规做统一管理。

截止到2017年底,华盛顿特区和21个州先后通过了关于自动驾驶汽车的立法。

目前,美国的两大无人驾驶测试示范区位于东部的底特律和西部的硅谷,其中东部的密歇根大学是世界上第一座测试无人驾驶汽车、V2V/V2I车联网技术而打造的无人驾驶试验区。

日本较早开始研究智能交通系统,政府积极发挥跨部门协同作用,推动智能网联汽车项目实施。

2016年5月,日本IT综合战略本部制定了自动驾驶普及路线图,将在2020年允许无人驾驶的乘用车在部分地区上路;同月,日本警察厅颁布《自动驾驶汽车道路测试指南》,并启动修订《道路交通法》和《道路运输车辆法》。

2017年4月,日本政府将自动驾驶期间的交通事故列入汽车保险的赔付对象。

2017年6月,日本警察厅发布《远程自动驾驶系统道路测试许可处理基准》,允许汽车在驾驶位无人的状态下进行上路测试。

欧盟支持智能网联汽车的技术创新和成果转化,并在世界保持领先优势。

2014年,欧盟携欧洲十几家整车制造商和零配件供应商共同推出“Adaptive”项目(智能车辆自动驾驶应用和技术),旨在开发能在城市道路和高速公路上行驶的部分或完全自动化汽车。

并通过发布一系列政策以及自动驾驶路线图等,推进智能网联汽车的研发和应用,引导各成员国智能网联汽车产业发展。

德国最早推出无人驾驶汽车概念,2014年就在高速公路、城市和乡间道路上进行了无人驾驶汽车的实地测试。

2017年5月,德国联邦参议院通过首部关于自动驾驶法律,允许汽车自动驾驶系统未来在特定条件下代替人类驾驶。

瑞典于2014年8月正式开放了AstaZero安全技术综合试验场,该测试场拥有拥挤的城市道路、高速公路、多车道并行路况、环岛以及交叉路口,主要用于测试防止事故发生的主动安全系统与探索未来安全技术,致力于使世界交通实现零死亡。

新加坡于2014年8月成立了自动驾驶汽车动议委员会,用于监管自动驾驶汽车的研究和测试。

自动驾驶试验在维壹科技城中进行,由新加坡的土地与交通部门主导。

2017年底开通了一条自动驾驶测试路线,允许自动驾驶汽车在许可范围内进行公共道路测试。

2016年8月,世界上首个自动驾驶出租车NuTonomy公司在新加坡正式开始营运载客。

2017年初,新加坡的自动驾驶穿梭巴士服务开始运营。

挑战

智能网联汽车从封闭测试场到真实驾驶环境的转变,不仅仅是一个纯技术问题,更对诸多领域提出了新的挑战。

一是法律制度与政策标准需紧跟技术进步的步伐。

与自动驾驶技术的不断攻关提升相比,国内尚缺乏战略性的顶层设计,法律法规不能有效支撑智能网联汽车合法上路,政策制度不能有效保障智能网联汽车安全通行,技术标准不能有效保障智能网联汽车可靠运行,缺乏车辆上路实测的法律保障体系、测评体系、保险体系。

二是伦理道德问题是制约自动驾驶商业化和大规模普及的关键因素。

英国哲学家曾提出过一个称为“有轨电车难题”的思想实验,即面对一辆高速行驶失控的有轨电车,原轨道上有5个人即将被撞,但搬动道岔到另一条轨道上则会有1个人被撞,该如何抉择?

智能网联汽车面临同样的难题。

在自动驾驶模式下,汽车控制系统面对从未遇到的情况,也有可能导致交通事故,在即将发生的事故前如何抉择,成为自动驾驶必须面对的伦理难题。

三是对驾驶员技能及行业发展提出新要求、新考验。

在实现完全自动驾驶之前,车辆离不开人类驾驶员的操控与监管,尤其是在辅助驾驶、部分自动驾驶、有条件自动驾驶阶段。

针对不同阶段的技术要求,驾驶人需要接受相应的培训与考核,现有的驾驶人培训考试体系需结合智能网联汽车发展进行优化调整甚至重塑。

当自动驾驶系统可以完全取代人类驾驶员时,传统运输行业必然受到冲击,产业结构面临转变,行业失业又是困扰自动驾驶商业化的问题。

四是公共信息安全与公民个人隐私面临威胁。

智能网联汽车接入网络的同时,也带来了信息安全问题。在应用时,每辆车甚至车主信息都将随时随地传输到网络中感知,当前反恐形势严峻,路面上出现的大量无线通信内容可能涉及公共安全或个人隐私。

如果出现位置信息泄露、通信被恶意攻击,信息被截获甚至篡改、车辆被侵入并远程操纵,会造成严重后果。

同时,大众面对个人隐私可能会泄露而存在抵触心理。

五是公安交通管理和执法服务面临新机遇、新挑战。

从某个角度看,自动驾驶技术比人类驾驶员驾驶汽车要安全,它不会存在人类驾驶员因为疲劳驾驶、分心驾驶、酒驾等驾驶人问题发生事故的情况,这减轻了交管部门查处驾驶人违法的庞大工作量。

但是,面对车辆在自动驾驶模式下出现违法或事故,如何判处违法行为、界定事故责任、查清事故原因、及时实施救援给交管部门提出了新的课题。

 建议

新一轮的科技革命和产业变革正在兴起,智能网联汽车已成为未来汽车产业发展的战略制高点。

为有效推动智能网联汽车产业发展,支撑制造强国战略,提出以下工作建议:

一是坚持两个态度。

智能网联汽车在国内还处于应用测试初期,我们应始终保持“审慎包容、鼓励支持”的态度,时刻将“生命至上,安全第一”作为发展指南,不盲目保守也不过分渲染,使用技术但不去迷信技术。

对涉及公安交管部门的法律制度、技术标准等,要未雨绸缪,提前研究、稳妥应对。

二是抓好两个统筹。

统筹顶层设计,确定牵头主管部门,明晰责任,明确政策,合力推进技术与产业发展;统筹基层应用,注重国家层面政策制度与地方层面实测应用的协调,确保国家层面政策统一性,确保地方层面政策灵活性,保障智能网联汽车发展稳妥有序推进。

三是强化两个同步。

一方面,智能网联汽车发展需要完善的配套保障,同步探索建立适合我国国情的智能汽车设计、实验、生产、市场准入、销售、注册登记、道路通行和交通事故处理、法律责任等法律制度和标准体系,提前研究如何修改完善《道路交通安全法》等交通法律法规,针对可能发生的违法与事故做好事先处置研判,加强车辆管理、驾驶人考试、路面通行测试和上路管理政策储备与应用,推进路面信号灯、标志标线等配套设施标准化、规范化、信息化建设,为智能汽车产业化、市场化奠定法律制度和标准体系基础,加强政策与技术进步匹配。

另一方面,国内自动驾驶技术还处于探索阶段,技术水平总体上与发达国家存在一定差距,同步加强传感器、控制芯片、北斗高精度定位、车载终端、操作系统等核心技术研发刻不容缓,形成智能网联汽车完整的生产制造体系,为中国制造2025战略奠定良好基础。

四是做好一个保障。

信息安全技术是智能网联汽车成功与否的重要因素。要规范智能汽车生产商、系统供应商和网络运营商对消费者的信息收集、使用和披露,强化智能网联汽车体系安全保障,加强无线通信中的身份认证、数据加密、网络安全技术、隐私保护技术研究,主动防范不法分子对网络信息的窃取和破坏,为信息安全提供可靠保障。

本文经授权发布,版权归原作者所有;内容为作者独立观点,不代表亿欧立场。如需转载请联系原作者。

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